江河湖庫(kù)水系連通理論與實(shí)踐

河湖水系是水資源的載體，是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)保障防洪安全、供水安全、糧食安全、生態(tài)安全的要求日益提高，進(jìn)一步完善和優(yōu)化江河湖庫(kù)水系連通，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要，是中央治水興水的重大方略，更是民生水利的根本要求。

2011年的中央1號(hào)文件提出，盡快建設(shè)一批河湖水系連通工程，提高水資源調(diào)控水平和供水保障能力。十八大提出了建設(shè)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、民主政治、先進(jìn)文化、和諧社會(huì)和生態(tài)文明的“五位一體”戰(zhàn)略布局，要求進(jìn)一步優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局，全面促進(jìn)資源節(jié)約，加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)力度，加強(qiáng)生態(tài)文明制度建設(shè)，從更高的層面為開(kāi)展河湖水系連通戰(zhàn)略提供了新的方針。

河湖水系演變歷程與發(fā)展趨勢(shì)

“河湖水系連通本質(zhì)上是維系和增強(qiáng)河湖的水力聯(lián)系、維護(hù)良性的流域水循環(huán)關(guān)系。主要形式包括河河連通、河湖連通、河庫(kù)連通、湖庫(kù)連通、庫(kù)庫(kù)連通，也包括江河湖庫(kù)與城市、濕地、灌區(qū)等用水區(qū)的連通。”

在深入剖析水系之前，王院士先對(duì)其演變歷程與發(fā)展趨勢(shì)做了闡述。他表示，江河湖庫(kù)水系連通（簡(jiǎn)稱“水系連通”）是優(yōu)化水資源配置戰(zhàn)略格局、提高水利保障能力、促進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的有效舉措。河湖水系是水資源的載體，是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。人類的生存發(fā)展與河湖水系密切相關(guān)，河湖水系及其連通狀況不僅影響水土資源的格局、水資源承載能力和環(huán)境容量、水旱災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)狀況，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。

“自然因素對(duì)河湖水系演變起著控制作用，而人為因素對(duì)河湖水系演變產(chǎn)生深刻影響。”王院士說(shuō)。河湖水系的形成與發(fā)展是地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、氣候氣象、水沙運(yùn)動(dòng)等因素綜合作用的結(jié)果。自然因素對(duì)其格局、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能的演變具有控制性。而人類活動(dòng)通過(guò)改變下墊面條件，調(diào)整河湖水系的水量、物質(zhì)、能量、生物等循環(huán)過(guò)程，可以使河湖水系演變的動(dòng)力條件發(fā)生變化，從而導(dǎo)致河湖水系及其連通狀況發(fā)生變化。

于我國(guó)來(lái)說(shuō)，地域南北跨度大，地勢(shì)西高東低，大多地處季風(fēng)氣候區(qū)，受其影響，徑流豐枯變化劇烈，部分河流泥沙含量高，河湖水系的自然演變較為頻繁。加之人口眾多、水土資源開(kāi)發(fā)歷史悠久、人水關(guān)系較為復(fù)雜，在自然因素和人為因素的作用下，我國(guó)河湖水系及其連通狀況演變十分劇烈。“從遠(yuǎn)古時(shí)期的‘漁獵采摘，逐水而居’到古代的‘傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，局部開(kāi)發(fā)’；從近代的‘近代工業(yè)，區(qū)域開(kāi)發(fā)’到現(xiàn)代的‘現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)，規(guī)模開(kāi)發(fā)’，人水關(guān)系也發(fā)生了明顯變化：遠(yuǎn)古時(shí)期河湖完全自然演變，人類被動(dòng)適應(yīng)，河湖呈天然水系格局，自然連通；古代時(shí)期人水關(guān)系以自然演變?yōu)橹鳎祟愡M(jìn)入了一個(gè)逐步適應(yīng)的過(guò)程，天然水系局部被連通改造；到了近代則以自然因素為主，人類主動(dòng)去加以改造，河湖水系自然人工復(fù)合，連通狀況發(fā)生了明顯改變；進(jìn)入現(xiàn)代，人類的影響越來(lái)越大，導(dǎo)致水系格局變化加劇，連通狀況日益復(fù)雜。”

為了適應(yīng)自然、改造自然，人類很早就開(kāi)始了河湖水系的探索與實(shí)踐。王院士談到，幾千年來(lái)，我國(guó)人民在治水實(shí)踐中改造了都江堰、鄭國(guó)渠、京杭大運(yùn)河等舉世聞名的河湖水系連通工程，對(duì)除害興利、治國(guó)安邦發(fā)揮了十分重要的作用。近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人們對(duì)改造自然的能力逐步提高，江河治理水系疏通、跨流域調(diào)配水資源等水系連通實(shí)踐得到了較快的發(fā)展。特別是近年來(lái)，針對(duì)新時(shí)期保障水安全的需要，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了諸如軍事和航運(yùn)、灌溉和供水、江河湖泊治理、水資源調(diào)配及水生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理等不同形式的水系連通實(shí)踐。拿水資源調(diào)配來(lái)說(shuō)，1842-1904年美國(guó)紐約在克羅頓河修筑分期調(diào)水系統(tǒng)，二戰(zhàn)后到上世紀(jì)80年代，隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇出現(xiàn)了美國(guó)加州調(diào)水、巴基斯坦西水東調(diào)等一大批調(diào)水工程，而我國(guó)較早的跨流域調(diào)水則是1961年開(kāi)工的江蘇江水北調(diào)工程。“改革開(kāi)放以來(lái)，以城市供水為目的的跨流域調(diào)水工程日益增多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上至少有40多個(gè)國(guó)家建成了超過(guò)300項(xiàng)的大型跨流域調(diào)水工程。”王院士說(shuō)到。

“近年來(lái)，針對(duì)水資源形勢(shì)和生態(tài)環(huán)境狀況的新變化以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的新要求，我國(guó)南水北調(diào)東中線等涉及國(guó)家水資源安全的水資源調(diào)配和水系連通工程建設(shè)取得重大進(jìn)展，通過(guò)河湖連通進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)治理取得重大突破，通過(guò)河湖連通進(jìn)行江河治理取得重大成就。”各地結(jié)合江河治理、供水灌溉及生態(tài)治理，開(kāi)展了豐富多樣的水系連通實(shí)踐，如遼寧的河湖水系連通及七大水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度、貴州黔中引水、山西大水網(wǎng)、濰坊水網(wǎng)、桂林兩江四湖連通、武漢大東湖生態(tài)水網(wǎng)等，為推進(jìn)水系連通積累了經(jīng)驗(yàn)。

不同歷史發(fā)展階段對(duì)河湖水系連通的要求不同。王院士說(shuō)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度不斷提高，對(duì)水系連通的功能要求也不斷提升，水系連通正不斷向系統(tǒng)化、生態(tài)化、功能綜合化方向發(fā)展。“由治理開(kāi)發(fā)向統(tǒng)籌水資源調(diào)配和生態(tài)保護(hù)轉(zhuǎn)變，由單一的功能目標(biāo)向綜合性多功能多目標(biāo)轉(zhuǎn)變，由水量為主向水量、水質(zhì)、水生態(tài)相結(jié)合轉(zhuǎn)變，由局部區(qū)域水系連通向跨流域跨區(qū)域連通發(fā)展。”

那么以水系連通的這一路發(fā)展來(lái)看，我們是否有所啟發(fā)？王院士對(duì)此這樣談到：“必須尊重自然規(guī)律。河湖連通要因地因時(shí)制宜、因勢(shì)利導(dǎo)，充分遵從水文循環(huán)、水沙運(yùn)動(dòng)、河湖演變的自然規(guī)律；必須整體系統(tǒng)考慮。河湖連通要統(tǒng)籌考慮資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面，綜合協(xié)調(diào)涉及區(qū)域的利益關(guān)系，有效發(fā)揮河湖連通對(duì)綜合利用水資源和保護(hù)生態(tài)的作用；必須尊重經(jīng)濟(jì)規(guī)律。河湖連通必須順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和格局相適應(yīng)，按照經(jīng)濟(jì)規(guī)律辦事；必須重視人文生態(tài)。河湖連通要以人為本，重視生態(tài)問(wèn)題，維護(hù)河湖健康，傳承水文化，促進(jìn)人水和諧。”

河湖水系連通現(xiàn)狀與需求

王院士認(rèn)為，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的自然演變和大規(guī)模的水土資源開(kāi)發(fā)與江河治理，目前我國(guó)已經(jīng)形成了以自然水系為主體、連通工程為補(bǔ)充、河勢(shì)基本得到控制的河湖水系及其連通格局。但在長(zhǎng)期的水土資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，部分地區(qū)也存在忽視河湖自身演變規(guī)律、減弱河湖水系連通性的行為，一定程度上影響了河湖健康功能。為此局部地區(qū)也實(shí)施了一些以水生態(tài)修復(fù)為主的河湖連通工程，一定程度上提高了水環(huán)境承載能力。

當(dāng)然，不能否認(rèn)我國(guó)水系連通依然面臨以下幾大主要問(wèn)題。

“河湖水系及水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展格局不匹配，一些地區(qū)水資源承載能力和調(diào)配能力明顯偏低。”據(jù)王院士說(shuō)，北方地區(qū)水資源僅占全國(guó)的19%，而人口和GDP約占全國(guó)的46%，耕地占全國(guó)的60%。多年平均情況下，全國(guó)現(xiàn)狀合理用水需求缺口超過(guò)500億立方米，缺水率達(dá)6%，其中黃淮海、遼河區(qū)缺水量占全國(guó)的66%；“部分江河和地區(qū)洪澇水宣泄不暢，抵御洪澇災(zāi)害的能力明顯不足。”北方河道淤積、萎縮嚴(yán)重，難以安全承泄流域洪水。防洪體系不完善，防洪能力不足，特別是中小河流防洪問(wèn)題突出；“另外，部分河湖濕地萎縮嚴(yán)重，水體循環(huán)明顯減弱。”王院士接著說(shuō)，河湖濕地和生態(tài)環(huán)境用水被擠占，全國(guó)現(xiàn)狀湖泊面積和濕地面積分別比上世紀(jì)50年代減少了18%和28%。北方主要江河多年平均河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水被擠占132億立方米，相當(dāng)于其生態(tài)環(huán)境需水量的10-50%，而全國(guó)地下水年均超采量為215億立方米。

基于此，新時(shí)期國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)對(duì)提高水系連通性提出了更高的要求——“順應(yīng)自然改善河湖水系連通性；配置資源促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展；防洪保安，提高防洪除澇能力，保護(hù)江河改善生態(tài)環(huán)境”，對(duì)此王院士作了詳細(xì)解釋。

在水系連通上，要重新審視和分析現(xiàn)有河湖水系的連通狀況，順應(yīng)自然規(guī)律、維護(hù)河湖健康；在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上，要在大力節(jié)水和保護(hù)生態(tài)的前提下，優(yōu)化水資源配置格局，保障經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的合理用水。“國(guó)家21個(gè)優(yōu)化開(kāi)發(fā)區(qū)和重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)中的京津冀、中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、關(guān)中一天水地區(qū)等11個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)均位于水資源嚴(yán)重短缺地區(qū)，19個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源安全問(wèn)題十分突出。而國(guó)家重要能源基地中，東北地區(qū)、新疆、山西、鄂爾多斯盆地等能源基地均位于資源性缺水地區(qū)。”；在工業(yè)化城市化上，王院長(zhǎng)表示到2030年我國(guó)城鎮(zhèn)化率將超過(guò)62%，城鎮(zhèn)人口將達(dá)到約9.4億，保障城鎮(zhèn)和工業(yè)供水安全將面臨巨大壓力，需建立多類型、多水源組成、互聯(lián)互通的城市供水網(wǎng)絡(luò)；在糧食安全方面，要通過(guò)水源建設(shè)等置換出被擠占的農(nóng)業(yè)用水，并提高灌溉保證率。“到2020年需新增1000億斤糧食產(chǎn)能，新增產(chǎn)能的74.2%分布于東北區(qū)、黃淮海區(qū)和長(zhǎng)江流域，這些地區(qū)提高水資源調(diào)配能力的任務(wù)十分艱巨，”王院士說(shuō)，“目前農(nóng)業(yè)抗旱能力普遍偏低，易旱地區(qū)應(yīng)急水源和水源連通通道建設(shè)嚴(yán)重滯后。”此外，提高防洪除澇能力和改善水生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題上也刻不容緩。

王院士提到，河湖水系連通應(yīng)根據(jù)自然條件和可持續(xù)發(fā)展的要求研判連通的必要性，根據(jù)連通區(qū)域的資源承載狀況、風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境約束和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件分析連通的可行性，根據(jù)水系格局與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展布局合理確定連通的方式，根據(jù)水系連通的功能與方式合理確定連通的措施，根據(jù)水系連通的綜合效益與影響綜合評(píng)價(jià)連通效應(yīng)。

我國(guó)河湖水系連通的總體布局

“河湖水系連通的總體目標(biāo)就是，通過(guò)10-20年左右的努力，逐步構(gòu)建布局合理、功能兼?zhèn)洹⒐こ虄?yōu)化、保障有力的河湖水系連通體系，基本形成全國(guó)（含流域）、區(qū)域、城市等不同層面的河湖水系連通格局。”

那么，作為水生態(tài)熱點(diǎn)的關(guān)注者，你肯定在想——“到底是一種怎樣的格局？”在此，王院士給我們作了權(quán)威的描述。

國(guó)家層面的的總體布局是以重要江河骨干河道為基礎(chǔ)，重要控制性水庫(kù)為中樞，在南水北調(diào)等重大跨流域調(diào)水工程的基礎(chǔ)上，逐步形成“干線貫通、配套齊全、南北調(diào)配、東西互濟(jì)、重點(diǎn)區(qū)域水系互聯(lián)互通”的河湖水系連通總體格局。

“東北片以保障哈大齊工業(yè)走廊、長(zhǎng)吉圖經(jīng)濟(jì)區(qū)、遼中南地區(qū)等重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)區(qū)域城市和工業(yè)供水安全，保障松嫩平原、三江平原和遼河中下游平原的農(nóng)業(yè)用水，改善三江平原濕地等生態(tài)功能區(qū)及遼河等水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)度地區(qū)生態(tài)環(huán)境用水為重點(diǎn)，通過(guò)建設(shè)呼瑪河引水、吉林省中部城市群供水、綽爾河飲水、遼西北供水、大伙房輸水等跨流域調(diào)水工程，連通黑龍江、松花江、鴨綠江、遼河等江河水系，形成東北地區(qū)‘北水南調(diào)、東水西引、邊水濟(jì)腹’的水系連通格局。”西北片以保障天山北坡經(jīng)濟(jì)區(qū)及重要能源基地、重要城市和工業(yè)區(qū)供水安全，保障新疆農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)供水安全和修復(fù)艾比湖濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、巴音布魯克國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境為重點(diǎn)，建設(shè)引額供水、艾比湖生態(tài)補(bǔ)水等工程。東南片則以保障長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)等沿海地區(qū)重要城市群供水安全，保障區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)供水安全和修復(fù)保護(hù)太湖、珠江口等重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境為重點(diǎn)，建設(shè)引江濟(jì)太、浙東浙北引水、閩江北水南調(diào)、西江調(diào)水等跨流域調(diào)水工程。而至于西南片，王院士講到，以保障成渝、滇中、黔中、北部灣等重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)區(qū)及重要城市與工業(yè)區(qū)供水安全，保障區(qū)域重要農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)供水安全以及改善和保護(hù)滇池等重要河湖生態(tài)環(huán)境為重點(diǎn)，通過(guò)建設(shè)滇中引水、黔中調(diào)水等工程，連通長(zhǎng)江、珠江、西南諸河等江河水系，同時(shí)為南水北調(diào)西線建設(shè)、北方地區(qū)發(fā)展提供后續(xù)水源保障。

而對(duì)于區(qū)域?qū)用婧雍颠B通的構(gòu)想，王院士談到，要以國(guó)家骨干連通工程為依托，以省內(nèi)水利工程為基礎(chǔ)，以水庫(kù)（湖泊）為調(diào)蓄中樞，通過(guò)必要的區(qū)域河湖連通工程，形成城鄉(xiāng)一體、互聯(lián)互通、多水源聯(lián)合調(diào)度的水網(wǎng)絡(luò)體系。

北京市城市水網(wǎng)工程

北京作為我國(guó)的政治文化中心，環(huán)境問(wèn)題也一直備受關(guān)注。除了空氣質(zhì)量，水環(huán)境同樣面臨諸多問(wèn)題，如降水時(shí)空分布不均，河道缺水?dāng)嗔鳎行某怯盟校行『拥乐卫頊蟮取檫M(jìn)一步改善水生態(tài)環(huán)境，北京市提出了“三水聯(lián)調(diào)保供給，三環(huán)碧水繞京城，十區(qū)清川潤(rùn)新城、萬(wàn)頃碧波惠民生”的京城水網(wǎng)體系。

“南水北調(diào)及配套工程和再生水利用、雨洪控制與利用（0.8億方）等三年行動(dòng)計(jì)劃創(chuàng)造了水源條件，永定河、北運(yùn)河、潮白河三大流域治理以及中小河道治理等創(chuàng)造了工程條件，三年治污行動(dòng)方案、河湖生態(tài)環(huán)境建設(shè)與管理、地下水保護(hù)與污染防控創(chuàng)造了環(huán)境條件。”王院士說(shuō)，“再生水在水環(huán)境改善和保障中起主導(dǎo)作用，清水起關(guān)鍵作用，雨洪水則起補(bǔ)充作用。”他強(qiáng)調(diào)，應(yīng)加快實(shí)施再生水調(diào)水工程建設(shè)，加大向中心城清河、壩河、通惠河、涼水河等主要河道補(bǔ)給再生水。同時(shí)，將南水北調(diào)中線工程與境內(nèi)五大水系溝通，爭(zhēng)取多調(diào)水、多蓄水。另外，也要加快西郊雨洪調(diào)蓄工程體系建設(shè)，開(kāi)展東、西兩條地下深層排蓄廊道工程研究，加快溫榆河宋莊、涼水河南海子等大型骨干蓄滯洪區(qū)工程建設(shè)，加強(qiáng)建筑小區(qū)、公園、道路、綠地、村莊庭院等雨水利用設(shè)施建設(shè)。

“實(shí)現(xiàn)源頭保水也至關(guān)重要。”王院士說(shuō)，“要統(tǒng)籌山區(qū)農(nóng)民搬遷和溝域經(jīng)濟(jì)建設(shè)，在農(nóng)村實(shí)施“污水、垃圾、廁所、河道、環(huán)境”五同步治理，建設(shè)生態(tài)清潔小流域170條，建設(shè)密云水庫(kù)水源保護(hù)工程。”

對(duì)于“三環(huán)水系”水環(huán)境改善工程的建設(shè)，他表示，首先要連通六海、筒子河、菖蒲河等河湖，形成約20公里的“一環(huán)”環(huán)狀水帶，保障核心區(qū)的水環(huán)境安全；其次要連通長(zhǎng)河、北護(hù)城河、南護(hù)城河、通惠河等10條河道及玉淵潭、龍?zhí)逗⒊?yáng)公園等8個(gè)公園湖泊，形成約60公里的“二環(huán)”環(huán)狀水帶，保障中心區(qū)的水環(huán)境安全；接下來(lái)，還要連通永定河、京密引水渠、北運(yùn)河以及東沙河、北沙河、南沙河、涼水河、新鳳河等河道，形成約230公里的“三環(huán)”環(huán)狀水帶。”

“以區(qū)域水環(huán)境改善為重點(diǎn)，積極推進(jìn)中小河道治理，加快流域水系連通和區(qū)域水體循環(huán)工程建設(shè)，構(gòu)建各具特色的區(qū)域水循環(huán)利用新格局，也是北京刻不容緩的艱巨任務(wù)。”王院士說(shuō)到。

江河湖庫(kù)水系連通是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。唯有構(gòu)建布局合理、生態(tài)良好，引排得當(dāng)、循環(huán)通暢，蓄泄兼籌、豐枯調(diào)劑，多源互補(bǔ)、調(diào)控自如的江河湖庫(kù)水系連通體系，才能增強(qiáng)區(qū)域水資源和水環(huán)境承載能力，提高抗御水旱災(zāi)害能力，最大程度地造福于民。